CN111668833B - 一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法，对于仅部署了集中器的低压配电台区，在集中器上装设边缘处理单元，在户表HPLC模块内置特征信号发送功能，然后进行台区拓扑识别；对于部署了集中器和边缘物联代理装置的低压配电台区，在配变出线处装设智能断路器，在分支箱进、出线处根据拓扑识别需求装设智能断路器，在表前开关装设智能断路器，在户表HPLC模块内置特征信号发送功能，对集中器进行升级，使其具备时钟同步及时间序列生成功能，然后进行台区拓扑识别。该方法有利于以较低的成本识别台区拓扑。

Description

一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法
技术领域
本发明属于配电网拓扑识别领域，具体涉及一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法。
背景技术
低压配电台区拓扑获取与更新一直以来都是困扰供电公司运维管理的难题。国家电网公司近年来非常关注配网基础台账的梳理工作，已花费大量人力、物力、财力用于营配贯通，准确的台账信息，是进行台区线损率分析、三相不平衡分析与治理、台区故障定位、快速精准抢修等应用的基础条件。目前，了解台区开关拓扑关系的方式，主要依靠台区建设阶段的施工图纸，然而，电力部门在多年的运营检修过程中会因为各种生产、管理、技术方面等原因变更台区线路及设备而未更新相关图纸信息，导致现场拓扑信息与台账不符。随着芯片技术的发展，采集管理等终端设备的存储空间和运算能力得到了很大提升，能够支持边缘计算等应用部署。新建的台区可以采用智能化设计，通过融合终端或边缘物联代理等智能终端设备优化台区运营部署，实现台区拓扑智能化管理，然而对已建台区需要考虑尽可能低的改造成本和用电影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法，该方法有利于以较低的成本识别台区拓扑。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法，对于仅部署了集中器的低压配电台区，户表和集中器属于同一HPLC通信网络，在集中器上装设边缘处理单元，在户表HPLC模块内置特征信号发送功能，然后按如下步骤进行台区拓扑识别：
A1）集中器采集户表用电信息并生成户表档案，边缘处理单元读取集中器内的户表档案，并生成户表发送特征信号的时间序列；
A2）边缘处理单元根据序列时间轴初始化时间间隔T；边缘处理单元通过集中器将时间序列信息透传至路由，通过HPLC通信告知户表档案内的所有户表；
A3）户表接收到时间序列信息后，根据时间序列信息设定自身发送特征信号的时间，然后根据设定的时间通过户表HPLC模块发送特征信号；
A4）边缘处理单元交采模块检测特征信号，如果经过时间累积达到时间间隔T，则认为户表已完成特征信号发送；
A5）边缘处理单元根据交采模块检测到的信息，生成户变关系并上传至主站；
对于部署了集中器和边缘物联代理装置的低压配电台区，边缘物联代理装置和断路器之间，以及集中器和户表之间的HPLC通信采用不同频率的通讯信道，在配变出线处装设智能断路器，在分支箱进、出线处根据拓扑识别需求装设智能断路器，在边缘物联代理装置绑定所在配电房低压配变分支出线的断路器信息，在表前开关装设智能断路器，在户表HPLC模块内置特征信号发送功能，对集中器进行升级，使其具备时钟同步及时间序列生成功能，然后按如下步骤进行台区拓扑识别：
B1）边缘物联代理装置通过HPLC通信收集智能断路器信息并建立断路器目录清单；基于已知的目录清单建立断路器发送特征信号的时间序列，并将时间序列轴序信息发送给集中器；
B2）集中器基于时间轴排在最后的断路器时序，结合集中器原有的户表档案生成户表发送特征信号的时间序列，通过路由下发给各户表；
B3）设置一定的时间间隔，边缘物联代理装置读取集中器中户表发送特征信号的时间序列，通过计算得到台区断路器和户表发送一轮特征信号所需的总时间T；
B4）智能断路器及户表HPLC模块根据设定的时间信息依次发送特征信号，各级智能断路器实时监测特征信号并将检测结果存在本地；
B5）若已经达到台区断路器和集中器发送一轮特征信号的总时间T，则边缘物联代理装置读取智能断路器内的检测结果；
B6）边缘物联代理装置根据检测结果以及智能断路器、户表发送特征信号的时间序列信息，生成相应的拓扑结果，包括户变关系、相序关系及线户关系，并将拓扑结果上传至主站。
进一步地，所述边缘物联代理装置为融合终端、智能配变终端或模组化终端。
进一步地，所述步骤B5中，检测结果包括特征信号强度，以及断路器、户表的地址、相位信息。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：提供了一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法，该方法能够以较低的改造成本，在不停电的条件下，通过主站下发指令，识别台区拓扑，包括台区户变关系、相序关系及线户关系，从而实现台区拓扑智能化管理，因此，具有很强的实用性和广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例中台区设备接线示意图。
图2 是本发明实施例中仅部署了集中器的台区通信网络示意图。
图3是本发明实施例中部署了集中器和边缘物联代理装置的台区通信网络示意图。
图4是本发明实施例中仅部署了集中器的台区拓扑识别流程。
图5是本发明实施例中部署了集中器和边缘物联代理装置的台区拓扑识别流程。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例中低压配电台区设备接线图。针对该台区结构，本发明提供了一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法。
图2是仅部署了集中器的台区实例。对于仅部署了集中器的低压配电台区，户表和集中器属于同一HPLC通信网络。在集中器尾盖上装设边缘处理单元，在户表HPLC模块内置特征信号发送功能。然后如图4所示，按如下步骤进行台区拓扑识别：
A1）集中器采集户表用电信息并生成户表档案，边缘处理单元读取集中器内的户表档案，并生成户表发送特征信号的时间序列。
A2）边缘处理单元根据序列时间轴初始化时间间隔T；边缘处理单元通过集中器将时间序列信息透传至路由，通过HPLC通信告知户表档案内的所有户表。
A3）户表接收到时间序列信息后，根据时间序列信息找到自身在时间序列中的位置，设定自身发送特征信号的时间，然后根据设定的时间通过户表HPLC模块发送特征信号。
A4）边缘处理单元交采模块检测特征信号，如果经过时间累积达到时间间隔T，则认为户表已完成特征信号发送。
A5）边缘处理单元根据交采模块检测到的信息，生成户变关系并上传至主站。
图3是部署了集中器和边缘物联代理装置的台区实例。对于部署了集中器和边缘物联代理装置的低压配电台区，边缘物联代理装置和断路器之间，以及集中器和户表之间的HPLC通信采用不同频率的通讯信道。所述边缘物联代理装置可以是融合终端、智能配变终端或模组化终端等。在配变出线处装设智能断路器，在分支箱进、出线处根据拓扑识别需求装设智能断路器；考虑到目前边缘物联代理装置硬件不支持特征信号检测分析功能，所以在边缘物联代理装置绑定所在配电房低压配变分支出线的断路器信息，边缘物联代理装置和配变出线的断路器通过RS-485线连接；在表前开关装设智能断路器，在户表HPLC模块内置特征信号发送功能；对集中器进行升级，使其具备时钟同步及时间序列生成功能（即生成户表发送特征信号的时间序列的功能）。然后如图5所示，按如下步骤进行台区拓扑识别：
B1）边缘物联代理装置通过HPLC通信收集智能断路器信息并建立断路器目录清单；基于已知的目录清单建立断路器发送特征信号的时间序列，并通过RS485通讯线将时间序列轴序信息发送给集中器。
B2）集中器基于时间轴排在最后的断路器时序，结合集中器原有的户表档案生成户表发送特征信号的时间序列，通过路由下发给各户表。
B3）设置一定的时间间隔，边缘物联代理装置读取集中器中户表发送特征信号的时间序列，通过计算得到台区断路器和户表发送一轮特征信号所需的总时间T。
B4）智能断路器及户表HPLC模块根据设定的时间信息依次发送特征信号，各级智能断路器实时监测特征信号并将检测结果存在本地。
B5）若已经达到台区断路器和集中器发送一轮特征信号的总时间T，则边缘物联代理装置读取智能断路器内的检测结果。检测结果包括特征信号强度，以及断路器、户表的地址、相位等信息。
B6）边缘物联代理装置根据检测结果以及智能断路器、户表发送特征信号的时间序列信息，生成相应的拓扑结果，包括户变关系、相序关系及线户关系，并将拓扑结果上传至主站。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法，其特征在于，对于仅部署了集中器的低压配电台区，户表和集中器属于同一HPLC通信网络，在集中器上装设边缘处理单元，在户表HPLC模块内置特征信号发送功能，然后按如下步骤进行台区拓扑识别：
A1）集中器采集户表用电信息并生成户表档案，边缘处理单元读取集中器内的户表档案，并生成户表发送特征信号的时间序列；
A2）边缘处理单元根据序列时间轴初始化时间间隔T；边缘处理单元通过集中器将时间序列信息透传至路由，通过HPLC通信告知户表档案内的所有户表；
A3）户表接收到时间序列信息后，根据时间序列信息设定自身发送特征信号的时间，然后根据设定的时间通过户表HPLC模块发送特征信号；
A4）边缘处理单元交采模块检测特征信号，如果经过时间累积达到时间间隔T，则认为户表已完成特征信号发送；
A5）边缘处理单元根据交采模块检测到的信息，生成户变关系并上传至主站；
对于部署了集中器和边缘物联代理装置的低压配电台区，边缘物联代理装置和断路器之间，以及集中器和户表之间的HPLC通信采用不同频率的通讯信道，在配变出线处装设智能断路器，在分支箱进、出线处根据拓扑识别需求装设智能断路器，在边缘物联代理装置绑定所在配电房低压配变分支出线的断路器信息，在表前开关装设智能断路器，在户表HPLC模块内置特征信号发送功能，对集中器进行升级，使其具备时钟同步及时间序列生成功能，然后按如下步骤进行台区拓扑识别：
B1）边缘物联代理装置通过HPLC通信收集智能断路器信息并建立断路器目录清单；基于已知的目录清单建立断路器发送特征信号的时间序列，并将时间序列轴序信息发送给集中器；
B2）集中器基于时间轴排在最后的断路器时序，结合集中器原有的户表档案生成户表发送特征信号的时间序列，通过路由下发给各户表；
B3）设置一定的时间间隔，边缘物联代理装置读取集中器中户表发送特征信号的时间序列，通过计算得到台区断路器和户表发送一轮特征信号所需的总时间T；
B4）智能断路器及户表HPLC模块根据设定的时间信息依次发送特征信号，各级智能断路器实时监测特征信号并将检测结果存在本地；
B5）若已经达到台区断路器和集中器发送一轮特征信号的总时间T，则边缘物联代理装置读取智能断路器内的检测结果；
B6）边缘物联代理装置根据检测结果以及智能断路器、户表发送特征信号的时间序列信息，生成相应的拓扑结果，包括户变关系、相序关系及线户关系，并将拓扑结果上传至主站。
2.根据权利要求1所述的一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法，其特征在于，所述边缘物联代理装置为融合终端、智能配变终端或模组化终端。
3.根据权利要求1所述的一种基于特征信号注入与识别的台区拓扑识别方法，其特征在于，所述步骤B5中，检测结果包括特征信号强度，以及断路器、户表的地址、相位信息。
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